Es wurden mehrere Möglichkeiten zur Umsetzung der Aufgabenstellung in Betracht gezogen, darunter die Kapillarbewässerung, die Oberflächenbewässerung, die Beregnung und die Tröpfchenbewässerung. Als günstigste Möglichkeit erschien uns dabei die Tröpfchenbewässerung aufgrund des niedrigen Arbeitsaufwandes, der hohen Wassereffizienz und der guten Automatisierbarkeit.

Die Automatisierung des Systems wird durch ein Arduino Mikrocontroller realisiert, wobei mehrere Feuchtigkeitssensoren zum Einsatz kommen. Sobald die gemessene Feuchtigkeit unter einen bestimmten Wert fällt wird das Feld für eine bestimmte Zeitspanne durch Öffnen eines Magnetventils bewässert. Hierbei wird das Feld in mehrere Areale eingeteilt, auf welchen jeweils ein Feuchtigkeitssensor platziert wird. Dies ermöglicht es, dass lokale Feuchtigkeitsunterschiede (aufgrund von Sonneneinstrahlung, Bodenbeschaffenheit, Art der Pflanzen, etc.) berücksichtigt werden. Dabei werden die einzelnen Areale über einen zentralen Verteiler zur Wasserversorgung erreicht, wobei die jeweiligen Ventile einzeln angesteuert werden können. Außerdem erfolgt die Bewässerung vom Boden aus über ein Netzwerk von Schläuchen (Tröpfchenbewässerung), um einen punktuellen und sparsamen Einsatz von Wasser zu ermöglichen.

Die Autarkie des Systems wird einerseits durch Einsatz eines Solarpanels zur Stromversorgung erreicht. Andererseits wird zur Wasserversorgung eine Vorrichtung zum Auffangen von Regenwasser konstruiert. Das gesammelte Wasser wird in einem hochgelagerten Behälter gespeichert. Hierbei soll der dadurch aufgebaute hydrostatische Druck ausreichen, um alleine durch Öffnen eines Ventiles die Bewässerung zu ermöglichen. Somit wäre auch eine potentielle Anwendung in abgelegenen Gebieten ohne Strom- und Wasserversorgung möglich.

Abb. 1: Entwurf des Bewässerungssystems